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【南方日报】三十载攻坚自然界最难常数 中大校长罗俊院士团队测

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  【南方日报】三十载攻坚自然界最难常数 中大校长罗俊院士团队测得最精确万有引力常数 - 中山大学新闻网【南方日报】三十载攻坚自然界最难常数 中大校长罗俊院士团队测得最精确万有引力常数 稿件来源:南方日报2018-8-31第A06版

   作者:钟哲

   编辑:郑燕丽

   发布日期:2018-08-31

   阅读次数: 8月30日,《Nature》刊发了中科院院士、中山大学校长罗俊团队最新测量的万有引力常数G值结果。这是目前国际精度最高的G值,对于计量学和检测万有引力定律及一系列相关的空间引力探索都具有十分重大的意义,将为精密重力测量国家重大科技基础设施以及空间引力波探测——天琴计划的顺利实施奠定良好的基础。 万有引力常数G是人类认识的第一个基本常数:1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中介绍了2个物体之间的万有引力定律,引入了万有引力常数G,但由于引力太弱,人们一直无法给出G的精确结果。111年后,世界上第一个G值在卡文迪许设计的扭秤实验中被测出,其相对精度仅为1%。 由于引力相互作用极其微弱而且不可屏蔽,G值的测量精度是目前所有基本常数中最差的。为提高G值的测量精度,多年来国际上已开展了基于各种不同方法进行的测G实验,在不同实验小组得出的结果中,相对精度虽然接近10-5,但相互之间的吻合程度仅达到10-4的水平,很多与之相关的基础科学难题至今无法解决。罗俊院士团队采用扭秤周期法和扭秤角加速度反馈法两种不同方法测G,精度均达到国际最好水平,吻合程度接近10-5的水平,这将为提升我国在基础物理学领域的话语权做出重大贡献。 实际上,此次成果发布可谓罗俊院士团队的厚积薄发。从上世纪八十年代开始,罗俊院士就开始进行G的精确测量。G的精确测量必须选择恒温、隔振、电磁屏蔽及外界引力干扰小的实验环境,罗俊院士团队决定把实验室建在人防山洞中。实验初期,—天24小时得有人盯在计数器前,有时连续几星期都得轮流值班。历经十多年努力后,罗俊院士团队于1999年得到了第一个G值,被随后历届的国际科学技术数据委员会(CODATA)录用;再花费一个十年后,团队于2009年发表了新的结果,相对精度达到26ppm。该结果是当时采用扭秤周期法得到的最高精度的G值,也被随后的历届CODATA所收录命名为HUST-09。 这一次,罗俊院士团队采用两种不同方法测G,给出了目前国际上最高精度的G值,相对不确定度优于12ppm,实现了对国际顶尖水平的赶超。这两种实验方法虽不新奇,但与其相关的装置设计及诸多技术细节均需团队成员自己摸索、自主研制。在摸索的过程中,一批高精端的仪器设备被研发,其中很多仪器已在地球重力场的测量、地质勘探等方面发挥重要作用。 原文链接:http://epaper.southcn.com/nfdaily/html/2018-08/31/content_7748231.htm



         

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